Android插件开发框架、源码、原理及重点介绍

https://github.com/limpoxe/Android-Plugin-Framework

＃Android-Plugin-Framework
此项目是Android插件开发框架完整源码及示例。用来通过动态加载的方式在宿主程序中运行插件APK。

已支持的功能：
1、插件apk无需安装，由宿主程序动态加载运行。

2、支持fragment、activity、service、receiver、contentprovider、jni so、application、组件。

3、支持插件自定义控件、宿主自定控件。

4、开发插件apk和开发普通apk时代码编写方式无区别。对插件apk和宿主程序来说，插件框架完全透明，开发插件apk时无约定、无规范约束。

5、插件中的组件拥有真正生命周期，完全交由系统管理、非反射无代理

6、支持插件引用宿主程序的依赖库、插件资源、宿主资源。

7、支持插件使用宿主程序主题（部分系统暂不支持，如MX5）、系统主题、插件自身主题以及style（插件主题不支持透明）

8、支持非独立插件和独立插件（非独立插件指自己编译的需要依赖宿主中的公共类和资源的插件，不可独立安装运行。独立插件又分为两种： 一种是自己编译的不需要依赖宿主中的类和资源的插件，可独立安装运行；一种是第三方发布的apk，如从应用市场下载的apk，可独立安装运行，这种只做了简单支持。）

9、支持插件Activity的4个LaunchMode

10、支持插件资源文件中直接通过@xxx方式引用共享依赖库中的资源

11、支持插件发送notification时在RemoteViews使用插件自定义的布局资源（只支持5.x及以上）

暂不支持的功能：
1、插件Activity切换动画不支持使用插件自己的资源。

2、不支持插件申请权限，权限必须预埋到宿主中。

3、不支持第三方app试图唤起插件中的组件时直接使用插件app的Intent。即插件app不能认为自己是一个正常安装的app。第三方app要唤起插件中的静态组件时必须由宿主程序进行桥接。

开发注意事项
1、插件开发必须要解决插件资源id和宿主资源id重复产生的冲突问题。

    解决冲突的方式有如下两种：

    a）通过在宿主中添加一个public.xml文件来解决资源id冲突（master分支采用的方案）

    b）通过定制过的aapt在编译插件时指定id范围来解决冲突（For-gradle-with-aapt分支采用的方案）
       此方案需要替换sdk原生的aapt，且要区分多平台，buildTools版本更新后需同步升级aapt。
       定制的aapt由 openAtlasExtention@github 项目提供，目前的版本是基于22.0.1，将项目中的BuildTools替换到本地Android Sdk中相应版本的BuildTools中，
       并指定gradle的buildTools version为对应版本即可。

2、非独立插件中的class不能同时存在于宿主和插件程序中，因此其引用的公共库仅参与编译，不参与打包，参看demo中的gradle脚本。
目录结构说明：

1、PluginCore工程是插件库核心工程，用于提供对插件功能的支持。

2、PluginMain是用来测试的宿主程序Demo工程。

3、PluginShareLib是用来测试非独立插件的公共依赖库Demo工程。

4、PluginTest是用来测试的非独立插件Demo工程。

5、PluginHelloWorld是用来测试的独立插件Demo工程。

demo安装说明：

1、宿主程序demo工程的assets目录下已包含了编译好的独立插件demo apk和非独立插件demo apk。

2、宿主程序demo工程根目录下已包含一个已经编译好的宿主demo，可直接安装运行。

3、宿主程序demo工程源码可直接编译安装运行。

4、插件demo工程：

1、若使用master分支：
    直接编译即可，无特别要求。

2、若使用For-gradle-with-aapt分支：
    将openAtlasExtention@github项目提供的BuildTools替换自己的Sdk中相应版本的BuildTools。剩下的步骤照常即可。

3、若使用For－eclipse－ide分支：
    需要使用ant编译，关注PluginTest工程的ant.properties文件和project.properties文件以及custom_rules.xml,若编译失败，请升级androidSDK。


待插件编译完成后，插件的编译脚本会自动将插件demo的apk复制到PlugiMain/assets目录下（参看插件工程的build.gradle）,然后重新打包安装PluginMain。
或者也可将插件复制到sdcard，然后在宿主程序中调用PluginLoader.installPlugin("插件apk绝对路径")进行安装。
实现原理简介：
1、插件apk的class

通过构造插件apk的Dexclassloader来加载插件apk中的类。
DexClassLoader的parent设置为宿主程序的classloader，即可将主程序和插件程序的class贯通。
若是独立插件，将parent设置为宿主程序的classloader的parent，可隔离宿主class和插件class，此时宿主和插件可包含同名的class。
2、插件apk的Resource

直接构造插件apk的AssetManager和Resouce对象即可，需要注意的是，
通过addAssetsPath方法添加资源的时候，需要同时添加插件程序的资源文件和宿主程序的资源，
以及其依赖的资源。这样可以将Resource合并到一个Context里面去，解决资源访问时需要切换上下文的问题。
3、插件apk中的资源id冲突

完成上述第二点以后，宿主程序资源id和插件程序id可能有重复而参数冲突。
我们知道，资源id是在编译时生成的，其生成的规则是0xPPTTNNNN
PP段，是用来标记apk的，默认情况下系统资源PP是01，应用程序的PP是07
TT段，是用来标记资源类型的，比如图标、布局等，相同的类型TT值相同，但是同一个TT值
不代表同一种资源，例如这次编译的时候可能使用03作为layout的TT，那下次编译的时候可能
会使用06作为TT的值，具体使用那个值，实际上和当前APP使用的资源类型的个数是相关联的。
NNNN则是某种资源类型的资源id，默认从1开始，依次累加。

那么我们要解决资源id问题，就可从TT的值开始入手，只要将每次编译时的TT值固定，即可是资
源id达到分组的效果，从而避免重复。例如将宿主程序的layout资源的TT固定为33，将插件程序
资源的layout的TT值固定为03（也可不对插件程序的资源id做任何处理，使其使用编译出来的原生的值）, 即可解决资源id重复的问题了。

固定资源id的TT值的办法也非常简单，提供一份public.xml，在public.xml中指定什么资源类型以
什么TT值开头即可。具体public.xml如何编写，可参考PluginMain/public.xml，是用来固定宿主程序资源id范围的。


还有一个方法是通过定制过的aapt在编译时指定插件的PP段的值来实现分组：
    参考openAtlasExtention@github项目提供的重写过的aapt指定PP段来实现id分组，代码见For-gradle-with-aapt分支
4、插件apk的Context和LayoutInfalter

构造一个Context对象即可，具体的Context实现请参考PluginCore/src/com/plugin/core/PluginContextTheme.java
关键是要重写几个获取资源、主题的方法，以及重写getClassLoader方法，再从构造粗来的context中获取LayoutInfalter
6、插件代码无约定无规范约束。

要做到这一点，主要有几点：
1、上诉第4步骤，
2、在classloader树中插入自己的Classloader，在loadclass时进行映射
3、替换ActivityThread的的Instrumentation对象和Handle CallBack对象，用来拦截组件的创建过程。
4、利用反射修改成员变量，注入Context。利用反射调用隐藏方法。
7、插件中Activity等不在宿主manifest中注册即拥有完整生命周期的方法。

由于Activity等是系统组件，必须在manifest中注册才能被系统唤起并拥有完整生命周期。
通过反射代理方式实现的实际是伪生命周期，并非完整生命周期。要实现插件组件免注册有2个方法。

前提：宿主中预注册几个组件。预注册的组件可实际存在也可不存在。

a、替换classloader。适用于所有组件。
App安装时，系统会扫描app的Manifest并缓存到一个xml中，activity启动时，系统会现在查找缓存的xml，
如果查到了，再通过classLoad去load这个class，并构造一个activity实例。那么我们只需要将classload
加载这个class的时候做一个简单的映射，让系统以为加载的是A class，而实际上加载的是B class，达到挂羊头买狗肉的效果，
即可将预注册的A组件替换为未注册的插件中的B组件，从而实现插件中的组件
完全被系统接管，而拥有完整生命周期。其他组件同理。


b、替换Instrumention。
这种方式仅适用于Activity。通过修改Instrumentation进行拦截，可以利用Intent传递参数。
如果是Receiver和Service，利用Handler Callback进行拦截，再配合Classloader在loadclass时进行映射
8、通过activity代理方式实现加载插件中的activity是如何实现的

要实现这一点，同样是基于上述第4点，构造出插件的Context后，通过attachBaseContext的方式，
替换代理Activiyt的context即可。
另外还需要在获得插件Activity对象后，通过反射给Activity的attach()方法中attach的成员变量赋值。

更新：activity代理方式已放弃，不再支持，要了解实现可以查看历史版本
9、插件编译问题。

如果插件和宿主共享依赖库，常见的如supportv4，那么编译插件的时候不可将共享库编译到插件当中，
包括共享库的代码以及R文件，只需在编译时添加到classpath中，且插件中如果要使用共享依赖库中的资源，
需要使用共享库的R文件来进行引用。这几点在PluginTest示例工程中有体现。

更新：已接入gradle，通过provided方式即可，具体可参考PluginShareLib和PluginTest的build.gradle文件
10、插件Fragment 插件UI可通过fragment或者activity来实现

如果是fragment实现的插件，又分为3种：
1、fragment运行在宿主中的普通Activity中
2、fragment运行在宿主中的特定Activity中
3、fragment运行在插件中的Activity中

对第2种和第3种，fragmet的开发方式和正常开发方式没有任何区别

对第1种，fragmeng中凡是要使用context的地方，都需要使用通过PluginLoader.getPluginContext()获取的context，
那么这种fragment对其运行容器没有特殊要求

第1种Activity和第2种Activity，两者在代码上没有任何区别。主要是插件框架在运行时需要区分注入的Context的类型。
11、插件主题 重要实现原理仍然基于上述第2、3点。

12、插件Activity的LaunchMode 要实现插件Activity的LaunchMode，需要在宿主程序中预埋若干个相应launchMode的Activity（预注册的组件可实际存在也可不存在），在运行时进行动态映射选择

13、对多Service的支持 Service的启动模式类似于Activity的singleInstance，因此为了支持插件多service，采用了和上述第12像类似的做法。

需要注意的问题
1、项目插件化后，特别需要注意的是宿主程序混淆问题。公共库混淆后，可能会导致非独立插件程序运行时出现classnotfound，原因很好理解。 所以公共库一定要排除混淆。

2、android sdk中的build tools版本较低时也无法编译public.xml文件，因此如果采用public.xml的方式，应使用较新版本的buildtools。

项目已迁移至android studio，eclispe的分支不再更新

更新纪录：
2015-12-05： 1、修复插件so在多cpu平台下模式选择错误的问题
             2、添加对基于主题style和自定义属性的换肤功能

2015-11-22： 1、gradle插件1.3.0以上版本不支持public.xml文件也无法识别public-padding节点的文件的问题已解决，因此master分支切回到利用public.xml分组的实现
             2、支持插件资源文件直接通过@package:type/name方式引用宿主资源